Question

16．如图所示装置中，烧杯Ⅰ、Ⅱ中分别盛有200g 9.4%的Cu（NO₃）₂溶液和足量的饱和K₂SO₃溶液，所用电极均为惰性电极，请回答下列问题：
（1）电解一段时间后，a电极产生0.56L（标准状况下）气体，则A为电源的正极，此时烧杯Ⅰ中溶液的质量为196g；
（2）电解后烧杯Ⅱ中析出一种无色钾盐晶体（不含氢元素），其摩尔质量为238 g•mol-1，该盐中钾的含量为32.8%，且钾与硫元素原子的物质的量之比为1：1，则该钾盐的化学式为K₂S₂O₆，d电极上产生气体的化学式为2H⁺+2e^-=H₂↑，c电极的电极反应式为2SO₃^2--2e^-=S₂O₆^2-．

Answer 1

分析 （1）在电解池中，阳极上发生失电子的氧化反应，阴极上发生的电子的还原反应，根据离子的放电顺序以及电极反应现象确定电极，根据电极反应式结合电子转移情况进行计算；
（2）据钾盐的质量、钾元素的百分含量以及钾元素和硫元素物质的量关系计算钾元素以及硫元素的物质的量，根据质量守恒，计算氧元素的物质的量，物质的量之比等于原子个数之比，确定分子式，根据电解池的阳极、阴极离子的放电顺序以及工作原理书写电极反应式．

解答 解：（1）Ⅰ中是Cu（NO₃）₂溶液，a电极产生0.56L（标准状况下）气体，说明是电解池的阳极，和电源的正极相连，则A为电源的正极，阳极上发生反应：4OH^--4e^-
O₂↑+2H₂0，阴极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu，m[Cu（NO₃）₂]=200g×9.4%=18.8g，n[Cu（NO₃）₂]=0.1mol，0.1mol铜离子得电子的物质的量是0.2mol，根据阳极上的反应，产生氧气的物质的量是$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.025mol，转移电子是0.1mol，据Cu²⁺+2e^-=Cu，所以析出金属铜0.05mol，溶液的质量=200g-0.05mol×64g/mol-0.025mol×32g/mol=196g，故答案为：正；196；
（2）钾盐晶体（不含氢元素）摩尔质量为238 g•mol^-1，该盐中钾的含量为32.8%，则n（K）=$\frac{238×32.8%}{39}$=2mol，且钾与硫元素原子的物质的量之比为1：1，则n（S）=2mol，所以n（O）=$\frac{238-2×39-2×32}{16}$=6，化学式为：K₂S₂O₆，d电极是电解池的阴极，发生还原反应，电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，c为阳极，发生失电子的氧化反应，即2SO₃^2--2e^-=S₂O₆^2-，故答案为：K₂S₂O₆；2H⁺+2e^-=H₂↑；2SO₃^2--2e^-=S₂O₆^2-．

点评 本题考查学生电解池的工作原理知识，借助分子式的确定为载体设计电解池的有关计算增加了试题的难度，综合性较强．